高隔离度Ka波段平面魔T的设计

提出了一种适合于毫米波微波集成电路(M IC)的高隔离度平面魔T结构,该结构属于一种新型的180°平面型混合网络。基于传统的微带混合环原理,引入了微带-槽线过渡的结构,两个端口之间的180°相移通过微带-槽线转换结构实现,从而实现了输出端口的隔离。该结构采用多节阻抗匹配网络,增加了工作带宽,使微带-槽线过渡结的寄生耦合最小化。通过设计可实现得到最小尺寸的槽线终端,降低了微带-槽线过渡结的辐射损耗。引入的等效电路模型有效地提高了平面魔T的设计。借助CST软件,仿真优化了λg/4变换器以及微带-槽线转换结构的阻抗匹配,提高了隔离度。实验结果表明:在工作带宽(34～36 GHz)内,该结构输出端口2和3的隔离度达20 dB,输入端口回波损耗低于18 dB,插入损耗1 dB。     

基于槽线与微带过渡结构的高隔离巴伦设计

提出了一种基于槽线与微带过渡结构的新型高隔离巴伦。首先,本设计采用槽线与微带的过渡结构,它与魔T的腔体结构类似,能够在工作频段内输出严格平衡的两路信号。同时采用槽线与微带的过渡结构可以使本设计更加紧凑方便地集成于一层基板上,这种紧凑的平面结构可以很好地克服腔体魔T体积大,不易集成的缺点。然后,在距离槽线到微带过渡结构半波长处的输出端口加由电阻和微带线构成的隔离网络,这样就可以产生很好的隔离度。实测结果显示,该巴伦在7~10GHz的插损为1.9dB,隔离度在6.1~11GHz大于17dB,并在6.2~7.3GHz和8~11GHz频段内隔离度大于20dB,两输出端相位差为180°。     

一种单平面结构的高精度V波段0/180°移相器

受魔-T特性的启发,不同于传统的平衡式微带-槽线0/180°移相器双平面结构,文中采用平衡式共面波导-槽线转换方案,应用肖特基势垒二极管研制了一种响应速度快、寄生调幅小的小型化单平面电路结构V波段0/180°移相器,实现了电路简化设计。该移相器结构紧凑,加工方便,在4 GHz的宽频带范围内,实现插入损耗<3 dB、相位平衡度≤5°、幅度平衡度≤0.5 dB的良好电性能。     

一种新型微带/槽线混合结构的宽带魔T

提出一种新型宽带平面魔T结构,该魔T基于传统的微带混合环的原理设计而成,为扩展工作频带,采用了微带-槽线混合结构,通过将槽线T接头功分器的反相输出特性与微带T接头功分器的同相输出特性相结合,从而实现两输出端口的宽带和/差输出。测量数据表明该魔T结构可实现超过25%的相对工作带宽(输入端口回波损耗低于-10dB),在工作频带(4.3~5.6GHz)内,其传输插损小于1dB,两对隔离端口的隔离度分别为-30dB和-20dB。     

一种单平面结构的高精度V波段0/180&#176;移相器

受魔-T特性的启发,不同于传统的平衡式微带-槽线0/180&#176;移相器双平面结构,文中采用平衡式共面波导-槽线转换方案,应用肖特基势垒二极管研制了一种响应速度快、寄生调幅小的小型化单平面电路结构V波段0/180&#176;移相器,实现了电路简化设计。该移相器结构紧凑,加工方便,在4 GHz的宽频带范围内,实现插入损耗&lt;3 dB、相位平衡度≤5&#176;、幅度平衡度≤0.5 dB的良好电性能。     

FDTD在宽带MIC魔T设计中的应用

首先简要介绍平面魔T的发展历史,指出了MIC和MMIC中魔T设计和分析存在的困难,具体分析了一种由槽线与微带线构成的魔T的物理原理,并给出了详细的等效电路图和计算公式.针对现在微波电路中魔T设计存在的困难,本文提出了将等效电路方法和时域有限差分算法相结合的设计分析方法,随后以这种魔T类型为例,设计了一个用在微波集成电路中的魔T,中心频率为6GHz、带宽为3-9GHz,详述了该方法的整个过程.在应用时域有限差分(FDTD)分析时,为了计算的准确性,采用了PML边界条件和非统一尺寸网格划分(non-uniform grid)方法.     

一种新型混合结构X频段宽带功分器

分析了不对称槽线混合结构T型接头的传输特性,设计了一种由不对称槽线混合桥结构组成的X频段宽带功分器,应用于8~10.3 GHz频段。该功分器主要包括微带-槽线过渡结构和不对称槽线混合桥结构,在实现电磁能量耦合传输的同时还具有良好的功率分配性能。电路没有引入专门的相移电路就可实现可调的相移。电路仿真结果表明,在工作频段内,回波损耗优于-15 dB,插入损耗优于-5 dB,隔离度优于-5.8 dB。测试结果与仿真结果基本吻合,证明了设计的有效性。     

基片集成非辐射介质波导激励电路研究

随着直接在印刷电路板(PCB)或金属化的介质板上制作基片集成非辐射介质(SINRD)波导的概念提出,如何用平面电路的方式激励此种SINRD波导是今后广泛应用SINRD波导电路的要解决的关键技术之一,这是因为这一技术的解决可以为平面多层化毫米波系统在更高频率上的使用打下基础.本文提出了一种利用微带线到槽线过渡结构,然后利用槽线准TEM波主模和SINRD波导LSM11主模的场型相似性,用槽线去激励PCB型SINRD波导的新型馈电结构.通过使用多层结构,电路由两层的ArlonTC600的PCB组成,从微带结构到槽线的过渡电路可以直接焊接在稍薄的板子上.接下来可在接近SINRD波导介质条带的中心位置激励所需的工作模式LSM11模,这种槽线到SINRD波导的配置可以获得更宽的带宽和高度的集成.仿真和实验结果证实了上述观点的正确性.     

基于介质集成悬置槽线的差分至单端功分器北大核心CSCD

设计了一种基于介质集成悬置槽线的宽带差分至单端功分器。采用槽线与微带线耦合的差分过渡结构,实现了差分电路与单端电路的互连。在较宽的工作频率范围内实现了较好的共模噪声抑制。在10.52~15.58 GHz的频率范围内,测得差分端口处的回波损耗优于10 dB。输出端口在10.1~15 GHz的频率范围内保持15 dB以上的隔离度。差分工作模式下,功分器输出的两路信号具有幅值相等、相位相反的特点。所设计的电路基于多层板结构,将槽线及其核心电路悬置于多层板内置的腔体中,具有自封装、低辐射损耗等优势。     

量子元胞自动机干支型交叉线及应用

量子元胞自动机(QCA)耦合功能阵列是一种二维的纳米尺度计算范式,可靠性较低的共面交叉线结构是QCA电路交叉互连时的薄弱环节。信号分布网络是实现交叉线功能的一种新方法,但面临元胞随机翻转干扰问题。为解决该问题,首先分析了QCA基本器件逻辑功能实现机理,并提出了一种干支型交叉线。该器件可以在两路信号相遇时选通干路信号屏蔽支路信号,从而达到抑制干扰信号的目的。通过仿真实验得出了其鲁棒功能结构和时钟分配原则。然后利用干支型交叉线改进了异或门设计,仿真结果进一步验证了其逻辑功能。     

Novel configurations of planar multilayer magic-T usingmicrostrip-slotline transitions

Novel configurations of microwave planar magic-T suitable for microwave integrated circuits (MICs) and monolithic MICs are described. They consist of microstrip and slotline T-junctions coupled by microstrip-slotline transitions. Since via-hole processing is not encountered, they are especially applicable to multilayer MICs. Derived equivalent network models are used efficiently for the design of the corresponding multilayer microstrip magic-T. Measured data and numerical simulations showing good amplitude and phase characteristics over an octave operating bandwidth validate the proposed configurations of planar magic-T     

A Broadband Planar Magic-T Using Microstrip–Slotline Transitions

The improved version of a broadband planar magic-T using microstrip-slotline transitions is presented. The design implements a small microstrip-slotline tee junction with minimum size slotline terminations to reduce radiation loss. A multisection impedance transformation network is used to increase the operating bandwidth and minimize the parasitic coupling around the microstrip-slotline tee junction. As a result, the improved magic-T has greater bandwidth and lower phase imbalance at the sum and difference ports than the earlier magic-T design. The experimental results show that the 10-GHz magic-T provides more than 70% of 1-dB operating bandwidth with the average in-band insertion loss of less than 0.6 dB. It also has phase and amplitude imbalance of less than plusmn1deg and plusmn0.25 dB, respectively.     

A Planar Magic-T Using Substrate Integrated Circuits Concept

In this letter, a slotline to substrate integrated waveguide transition is proposed for the development of substrate integrated circuits. The insertion loss of the back-to-back transition is less than 1 dB from 8.7 to 9.0 GHz. With this transition, a planar magic-T is studied and designed. Measured results indicate a very good performance of the fabricated magic-T is observed within the experimental frequency range of 8.4-9.4 GHz. The amplitude and phase imbalances are less than 0.2 dB and 1.5deg, respectively.     

一种新型双平面和差网络设计

针对传统的八端口双平面和差网络存在对交叉差端口的问题,文中提出了一种新型的七端口双平面和差网络结构。该网络由三个平面魔T和一个Wilkinson功分器组成,运用微波网络理论,推导了该网络的S参数矩阵,从理论上证明了网络结构设计的正确性。基于该网络结构,采用三枝节分支线耦合器、宽带90°移相器和Wilkinson功分器构建了一种七端口宽带双平面和差网络,测试结果表明：该网络在2.22 GHz~3.90 GHz的频段内,具有良好的传输、隔离以及和差运算特性。该网络结构避免了交叉差端口,具有结构简单、制作成本低等优点,可以在双平面单脉冲天线系统中得到广泛应用。     

A New MIC Magic-T Using Coupled Slot Lines

Novel microwave integrated circuit (MIC) 180/spl deg/ hybrids (magic-T's) suitable for MIC are described. They make use of the two orthogonal modes (even and odd) of the coupled slot lines, and, therefore, have special port location, which is quite different from that of the conventional 180/spl deg/ hybrids such as a rat-race. That is, the two-ports, which correspond to the E-arm and the H-arm of the well-known waveguide magic-T, can be located on the same side, opposite to the other two ports. This feature is of a great practical advantage when applied to an MIC, because the crossing of the transmission lines can be omitted when this type of magic-T is applied to balanced-type circuits such as balanced mixers. Satisfactory experimental results at a center frecuency of 6 GHz are given. The isolation between the E- and the H-ports is better than 30 dB over an octave band, and the frequency sensitivity of the coupling is almost flat in the frequency range from 2 to 10 GHz.     

K-Band Integrated Double-Balanced Mixer

A novel microwave integrated circuit (MIC) double-balanced mixer with good isolation between the three ports is described. The mixer is fabricated using a combination of microstrip lines, slotlines, and coupled slotlines, together with four beam-lead Schottky-barrier diodes. The K-band magic-T has been developed for the double-balanced mixer. The minimum conversion loss measured at a signal frecuency of 19.6 GHz is 4.7 dB. Isolation between RF and LO ports is greater than 20 dB from 18 to 21 GHz. The mixer can be expected to have wide applications in MIC receivers and transmitters up to the millimeter-wave band.     

一种按照指数函数相对振幅分布的新型周期DGS微带线设计

设计了一种新型一维周期接地缺陷结构(DGS)微带线。与传统的周期均匀DGS单元微带线不同的是,这种改进的周期DGS平面电路是一种补偿的微带线,每个DGS单元尺寸是不同的,尺寸按照指数函数e1/n(n为正整数)的相对振幅变化。本文设计了一个均匀周期DGS平面电路和两个改进的周期DGS平面电路,测量结果显示改进的周期DGS平面电路能够更好地抑制波纹和增大带阻带宽。     

一种新型宽带平面和差网络

提出了一种新型的基于环形电桥结构的宽带平面和差网络。首先提出了一种新型的宽带微带/槽线转换结构,然后将该结构引入到传统的环形电桥结构中,优化设计了一种改进型环形电桥,最后采用四个改进的环形电桥构建了双平面和差网络。测试结果表明:在4.05～7.425GHz的频率范围内,八个端口的驻波均小于2,输入端口之间的隔离度均在20dB以上,输出端口之间的隔离度大于30dB,和端口的插入损耗小于0.5dB,差端口的零值深度小于-30dB。该和差网络具有性能优良、结构简单、制作成本低等优点,在宽频带单脉冲雷达天馈系统中得到了成功的应用。